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疫情之下，人們戶外露營(yíng)活動(dòng)的增加。由于手機(jī)、電飯煲、平板電腦、智能音箱等用電設(shè)備增多，多功能的充電需求日益明顯，目前便攜式儲(chǔ)能電源越來(lái)越受消費(fèi)者青睞。便攜式儲(chǔ)能電源又叫做“大型充電寶”，不僅用于戶外，而且還可家用應(yīng)急。電源容量大，滿足多種用電設(shè)備充電需求并且經(jīng)久耐用等特性，成為便攜式儲(chǔ)能電源產(chǎn)品的核心賣點(diǎn)。

為了實(shí)際了解便攜式儲(chǔ)能電源的內(nèi)部基本構(gòu)造，本期《拆解》欄目選用的產(chǎn)品是小能人X16多功能便攜式儲(chǔ)能電源。某東顯示，該產(chǎn)品線上銷售量已突破2W+。目前火爆的多功能便攜式儲(chǔ)能電源內(nèi)部構(gòu)造到底如何？主要使用了哪些元器件？半導(dǎo)體產(chǎn)品在其中的應(yīng)用情況如何？不妨通過(guò)拆解一探究竟。

下圖是拆分前的包裝外觀。

外觀正面

在包裝盒上的一側(cè)，標(biāo)明了該便攜式儲(chǔ)能電源的產(chǎn)品參數(shù)。

從正面打開包裝盒，內(nèi)有泡沫材料塑形穩(wěn)固。

取出泡沫材料，可以看到便攜式儲(chǔ)能電源本體和充電器包裝。

脫離包裝，全部取出。

經(jīng)過(guò)測(cè)試，取出的便攜式儲(chǔ)能電源能夠正常使用。

下圖是配送的充電器，內(nèi)側(cè)產(chǎn)品參數(shù)清晰可見。

下圖是便攜式儲(chǔ)能電源本體及其產(chǎn)品參數(shù)。

再細(xì)看該便攜式儲(chǔ)能電源使用功能的正面和背面。

正面來(lái)看，該便攜式儲(chǔ)能電源不僅可以顯示電量、照明應(yīng)急，而且支持多種輸出接口，滿足不同設(shè)備的用電需求。

接下來(lái)，正式進(jìn)入拆解。首先將便攜式儲(chǔ)能電源頂部的手柄兩端螺絲擰開，脫離手柄。

然后在便攜式儲(chǔ)能電源背部四個(gè)角落的螺絲依次擰開。

用工具將背部塑料蓋貼縫處撬開。

外殼脫離后，再將里面塑料蓋撬開。

同樣的動(dòng)作重復(fù)在正面塑料蓋的貼縫處。

正面塑料蓋的另外一處再撬開，使整個(gè)塑料蓋全然松動(dòng)，然后從銀灰色外殼中，抽出器件整體。

下面是松動(dòng)抽離后的狀態(tài)。

再細(xì)看器件整體的頂部和底部，正面和背面的外觀。

繼續(xù)將器件整體外的黑色塑料殼松動(dòng)脫離。

下圖是掀開頂部塑料殼的樣子，頭部和腹部的兩塊電路板清晰可見。

繼續(xù)拆離頭部。

頭部電路板脫離。

細(xì)看頭部電路板的正反兩面。

下面，主要看下頭部電路板上使用的核心元器件。

元器件1：

型號(hào)：HT7550

HT75xx-1系列來(lái)自合泰，是一組采用CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的三端低功耗高電壓。它們可以提供100mA的輸出電流，并允許輸入電壓高達(dá)30V。它們提供了幾個(gè)固定的輸出電壓范圍從2.1V至12.0V的CMOS技術(shù)，確保低電壓降和低靜止電流。雖然主要為固定電壓調(diào)節(jié)器而設(shè)計(jì)，但這些IC可以與外部元件一起使用，以獲得可變電壓和電流。

?特點(diǎn)：

1)低功耗；

2)低電壓降；

3)低溫度系數(shù)；

4)高輸入電壓(高達(dá)30V)；

5)靜態(tài)電流2.5 μA；

6)大電流輸出: 100mA；

7)輸出電壓精度: 容差±3%。

?應(yīng)用領(lǐng)域：電池供電設(shè)備、通信設(shè)備、音頻/視頻設(shè)備

產(chǎn)品資料可參考：

元器件2：

型號(hào)：DC005NG

這種 N 溝道MOSFET采用先進(jìn)的溝道技術(shù)和設(shè)計(jì)，提供低柵電荷的優(yōu)秀 R_{DS (on)}。它可用于各種各樣的應(yīng)用，來(lái)自于杜因特。

?特點(diǎn)：

1) V_DS = 30V，I_D = 100A，R_{DS (ON)} < 5mΩ@V_GS = 10V；

2)低柵電荷；

3)綠色器材可供選擇；

4)先進(jìn)的高細(xì)胞密度溝道技術(shù)用于超低 R_{DS (ON)；}

5)良好的散熱包裝。

產(chǎn)品資料可參考：

元器件3：

型號(hào)：CN3903

CN3903是具有內(nèi)部功率MOSFET的低EMI特征、異步、降壓、開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器。它提供了一個(gè)非常緊湊的解決方案，可在寬輸入電源范圍內(nèi)提供3A連續(xù)電流，并具有出色的負(fù)載和線路調(diào)節(jié)。

CN3903實(shí)現(xiàn)了低EMI特征和良好控制的開關(guān)邊沿。故障情況保護(hù)包括可編程輸出過(guò)壓保護(hù)、恒定導(dǎo)通時(shí)間模式和熱關(guān)斷。CN3903需要最少數(shù)量的現(xiàn)成標(biāo)準(zhǔn)外部組件。

?產(chǎn)品特性：

1)4.5V至36V的寬工作輸入范圍；

2)3.0A連續(xù)輸出電流；

3)500KHz開關(guān)頻率；

4)打嗝模式短路保護(hù)；

5)內(nèi)置過(guò)流限制；

6)可編程輸出過(guò)壓保護(hù)；

7)DCM模式可在輕負(fù)載下實(shí)現(xiàn)高效率；

8)集成內(nèi)部軟啟動(dòng)；

9)120/80mΩ低 R_DS(ON)內(nèi)部MOSFET；

10)輸出可從0.925V調(diào)節(jié)；

11)低EMI特征；

12)100%占空比；

13)集成內(nèi)部補(bǔ)償；

14)熱關(guān)斷；

15)恒定導(dǎo)通時(shí)間模式。

?應(yīng)用領(lǐng)域：汽車娛樂、無(wú)線和DSL調(diào)制解調(diào)器、電腦娛樂、車載充電器電源

元器件4：

型號(hào)：DTM4015

該型號(hào)是一款P通道40V(D-S) MOSFET，已經(jīng)過(guò)100% Rg 和UIS測(cè)試，來(lái)自鼎日半導(dǎo)體。

?應(yīng)用領(lǐng)域：適配器切換、負(fù)載切換、電源管理、移動(dòng)計(jì)算

產(chǎn)品資料可參考：

元器件5：

型號(hào)：SS54

SS54肖特基二極管，無(wú)標(biāo)識(shí)。

元器件6：

型號(hào)：4407

此器件為一款貼片MOS。

元器件7：

無(wú)標(biāo)單片機(jī)，SOP-20封裝。

元器件8：

100μF 35V                                                                             330μF 35V

以上兩款鋁電解電容均來(lái)自宏遠(yuǎn)納川。

接下來(lái)，繼續(xù)拆解該便攜式儲(chǔ)能電源的腹部電路板。

松動(dòng)周圍的螺絲和排線接口。

取出電源腹部的電路板。

下面繼續(xù)查看腹部電路板的核心元器件。

元器件9：

型號(hào)：CM1033

CM1033系列來(lái)自創(chuàng)芯微，是一款專用于 3 串鋰/鐵電池或聚合物電池包的保護(hù)芯片，內(nèi)置有高精度電壓檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路，通過(guò)檢測(cè)每節(jié)電池的電壓、充放電電流等信息，實(shí)現(xiàn)電池過(guò)充電、過(guò)放電、放電過(guò)電流、短路、充電過(guò)電流等保護(hù)功能。

?功能特點(diǎn)：

1) 高精度電池電壓檢測(cè)功能；

2) 三段放電過(guò)電流保護(hù)功能；

4) 充電器檢測(cè)及負(fù)載檢測(cè)功能；

5) 過(guò)充電，過(guò)放電，過(guò)電流保護(hù)延時(shí)內(nèi)置(無(wú)需外接電容)；

6) 電池?cái)嗑€保護(hù)功能；

7) 低電流消耗；

8) 無(wú)鉛、無(wú)鹵素。

?應(yīng)用領(lǐng)域：電動(dòng)工具、掃地機(jī)器人、UPS后備電源

具體產(chǎn)品資料可參考：

元器件10：

型號(hào)：FIR13N50FG

此款是先進(jìn)的N-Ch功率MOSFET-G，來(lái)自福斯特。

?特點(diǎn)：

1) 快速開關(guān)；

2) 低 ON 電阻(Rdson ≤0.5 Ω)；

3) 低柵電荷(典型數(shù)據(jù): 85nC)；

4) 低反向傳輸電容(典型數(shù)據(jù): 100pF)；

5)100% 單脈沖雪崩能量測(cè)試。

?應(yīng)用領(lǐng)域：適配器和充電器的電源開關(guān)電路。

產(chǎn)品資料可參考：

元器件11：

型號(hào)：DC005NG

同上。

元器件12：

型號(hào)：PE004TG

這種N溝道MOSFET采用先進(jìn)的溝道技術(shù)和設(shè)計(jì)，提供了低柵電荷的優(yōu)良 R_{DS (on)} ，可用于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

?特點(diǎn)：

1) V_DS = 60V，I_D = 130A，R_{DS (ON)}< 3.5 mΩ@V_GS = 10V;

2) 低柵電荷；

3) 綠色器件可用；

4) 先進(jìn)的高密度溝槽技術(shù)用于超 R_{DS (ON)}；

5) 良好的散熱封裝。

產(chǎn)品資料可參考：

元器件13：

型號(hào)：TL494C

TL494CN/CDR是一塊開關(guān)式脈沖寬度調(diào)控電路，主要用于開關(guān)式電源控制。它采用SOP16封裝形式，來(lái)自泰格電子。

?主要特點(diǎn)：

1)完善的脈寬調(diào)控電路；

2)含主動(dòng)或從動(dòng)振蕩器；

3)含雙誤差放大器；

4)含 5V參考電源；

5)死區(qū)控制可調(diào)；

6)獨(dú)立的輸出晶體管(源流或陷流 200mA)；

7)輸出控制方式采用推挽式或單端式。

產(chǎn)品資料可參考：

元器件14：

型號(hào)：EL357N

此款是4PIN SOP光電晶體光電耦合器EL357NH-G系列，來(lái)自億光電子。

?特點(diǎn)：

1)無(wú)鹵素；

2)工作溫度-55℃ ~ 125℃；

3)緊湊型4引腳標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程(2.0 mm)；

4)符合EU REACH；

5)無(wú)鉛和RoHS標(biāo)準(zhǔn)；

6) UL和cUL 批準(zhǔn)(No. E214129)；

7) VDE 批準(zhǔn)(NO.132249)；

8)SEMKO、NEMKO、DEMKO、FIMKO批準(zhǔn)。

?應(yīng)用領(lǐng)域：DC-DC轉(zhuǎn)換器、可編程控制器、通信設(shè)備、不同電位和阻抗電路之間的信號(hào)傳輸

產(chǎn)品資料可參考：

元器件15：

型號(hào)：ES3J

ES3J快速整流器，無(wú)標(biāo)識(shí)。

元器件16：

型號(hào)：RS1M

RS1M快恢復(fù)二極管，無(wú)標(biāo)識(shí)。

元器件17：

3300μF 25V                                                                         22μF 400F

以上兩款鋁電解電容也均來(lái)自宏遠(yuǎn)納川。

元器件18：

CBB22薄膜電容，0.22μF，630V，無(wú)標(biāo)識(shí)。

元器件19：

此款則是32V、30A的插件式保險(xiǎn)絲。

元器件20：

以上也是無(wú)標(biāo)器件。

再來(lái)看看電源底部的鋰電池組。

以下可多角度看到3塊重疊的鋰電池組外觀。

最后，來(lái)一張拆解后的“全家福”。

全部拆解完畢。

半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng)總結(jié)

通過(guò)拆解我們發(fā)現(xiàn)，該便攜式儲(chǔ)能電源產(chǎn)品采用了鋰電池保護(hù)IC、整流器、多類型的功率MOSFET以及多款鋁電解電容和保險(xiǎn)絲等元器件，綜合體現(xiàn)了儲(chǔ)能電源的應(yīng)用與管理。

其中，創(chuàng)芯微的3串可充電的鋰電池保護(hù)智能IC，支持AC/USB/車充借口輸出，可實(shí)現(xiàn)過(guò)壓、過(guò)載、過(guò)溫、短路、過(guò)放和智能風(fēng)冷等多重安全保護(hù)。多類型功率MOSFET、電壓調(diào)節(jié)器和開關(guān)式電源控制的應(yīng)用與設(shè)計(jì)使產(chǎn)品能夠感應(yīng)溫度，當(dāng)正常溫度時(shí)不啟動(dòng)節(jié)省用電，而溫度升高時(shí)主動(dòng)開啟散熱?？赡艹鲇诔杀究紤]或方案保密，兩塊電路板上多處使用無(wú)標(biāo)識(shí)器件。

該便攜式儲(chǔ)能電源產(chǎn)品擁有AC/USB-A/USB-C等多種輸出接口，輸出功率高達(dá)250W，且內(nèi)置逆變器，兼容直流、交流電使用，滿足小型車載冰箱、小型電飯煲、筆記本電腦、智能手機(jī)、學(xué)習(xí)臺(tái)燈、小型風(fēng)扇等多種設(shè)備用電需求，是一款多功能的移動(dòng)小電站。

另外，該便攜式儲(chǔ)能電源產(chǎn)品還自帶LED照明燈，支持照明燈和SOS閃燈警示，對(duì)于戶外露營(yíng)用電、夜讀照明學(xué)習(xí)、擺夜攤用電等場(chǎng)景也非常適用。